Phasenbeziehungen zwischen den circadianen Perioden der Aktivität und der Kerntemperatur beim Menschen

Summary

The rectal temperature has been measured on normally active or on resting subjects by means of a continuous recording device under the following conditions: a) In an underground bunker with constant illumination and with room-temperature at choice where all known Zeitgebers had been excluded; b) In the same bunker with a 12:12-hour light-dark-cycle as Zeitgeber; c) In a climatic chamber with constant temperature, the subjects knowing time of day, and illuminated at choice. The subjects measured under conditions a) showed typical free-running circadian periods (average duration: 25,3 hours) in their activity-cycle as well as in their body temperature. The subjects measured in conditions b) and c) were all synchronized to 24 hours. For comparison, other normal curves of body temperature were taken from the literature.

In all subjects synchronized with a Zeitgeber, the maxima of body temperature fell on the second half of the activity-time, the minima on the second half of the rest-time; the ratio between the time spans of the ascending and the descending part of the average temperature curve of all subjects was 1.6. In nine out of ten subjects measured without Zeitgeber, the maxima fell on the first half of the activity-time, and the minima (in all cases) on the first half of the rest-time or at the end of the activity-time; the ratio between the time spans of the ascending and descending part of the average temperature curve for all subjects was 1.1.

The results suggest to consider the activity-cycle and the temperature cycle as two coupled oscillators, between which the phase-angle difference changes considerably when after the exclusion of external Zeitgebers, they start to oscillate with a spontaneous circadian frequency.

Zusammenfassung

Mit fortlaufender Registrierung wurden die Rectaltemperaturen normal tätiger oder ruhender Versuchspersonen unter folgenden Bedingungen gemessen: a) In einem unterirdischen Bunker bei konstanter Beleuchtung und Temperatur nach Wahl unter Ausschluß aller bekannten Zeitgeber; b) Im selben Bunker bei einem 12:12 stündigem Licht-Dunkel-Wechsel als Zeitgeber; c) In einer Klimakammer bei konstanter Temperatur unter Kenntnis der Uhrzeit und bei Beleuchtung nach Wahl. Die unter Bedingung a) untersuchten Personen zeigten in ihrem Schlaf-Wach-Rhythmus wie in der Körpertemperatur typische circadiane Perioden (mittlere Periodendauer: 25,3 Std). Die unter b) und c) untersuchten Personen waren alle auf 24 Std synchronisiert. Weitere Vergleichswerte normaler Temperaturkurven wurden der Literatur entnommen.

Bei allen synchronisierten Versuchspersonen fielen die Maxima der Rectaltemperatur in die zweite Hälfte der Aktivitätszeit, die Minima in die zweite Hälfte der Ruhezeit; das Phasen-Verhältnis zwischen aufsteigendem und absteigendem Ast der über alle Personen gemittelten Temperaturkurve betrug 1,6. Bei neun von zehn Versuchspersonen, die ohne Zeitgeber untersucht wurden, fielen die Maxima der Körpertemperatur vor die Mitte der Aktivitätszeit, die Minima bei allen zehn Personen vor die Mitte der Ruhezeit; das Phasenverhältnis von aufsteigendem zu absteigendem Ast der über alle zehn Personen gemittelten Temperaturkurve betrug 1,1.

Nach diesen Befunden lassen sich Aktivitäts-Periodik und Temperatur-Periodik als zwei gekoppelte Oscillatoren beschreiben, deren Phasenwinkel-Differenz sich ändert, wenn sie nach Abschluß vom Zeitgeber mit einer Spontanfrequenz schwingen.